矩阵¶

manim.mobject.matrix 模块把“二维数组”排版成带方括号的数学矩阵：Matrix 是基类，四个特化子类决定元素如何渲染（公式 / 整数 / 小数 / 任意 Mobject），另有 get_det_text 与 matrix_to_* 两个工具函数。

版本说明

v0.21.0 中 Matrix 的括号始终由 MathTex 生成（_add_brackets 内部硬编码），且 Integer / DecimalNumber 的数字字符默认也由 MathTex 排版——因此本节所有示例都依赖 LaTeX，由 CI 渲染。即使元素全部换成 Text，括号仍会触发 LaTeX 编译。

Matrix¶

Matrix(matrix, v_buff=0.8, h_buff=1.3, bracket_h_buff=0.25, bracket_v_buff=0.25, add_background_rectangles_to_entries=False, include_background_rectangle=False, element_to_mobject=<class 'manim.mobject…, element_to_mobject_config={}, element_alignment_corner=array([ 1., -1., 0.]), left_bracket='[', right_bracket=']', stretch_brackets=True, bracket_config={}, **kwargs) 官方文档 ↗

Matrix 把嵌套列表排版成矩阵：元素按网格排列，两侧加上可伸缩的方括号。

name	type	default	desc
`matrix`	Iterable[Iterable[Any] \| Vector2DLike]	—	二维数据（必需）
`v_buff`	float	0.8	行间距
`h_buff`	float	1.3	列间距
`bracket_h_buff`	float	0.25	括号与内容的水平间距
`bracket_v_buff`	float	0.25	括号纵向外延量
`add_background_rectangles_to_entries`	bool	False	给每个元素加背景矩形
`include_background_rectangle`	bool	False	给整个矩阵加背景矩形
`element_to_mobject`	type[VMobject] \| Callable	MathTex	元素构造函数（子类改写的核心）
`element_to_mobject_config`	dict	{}	传给元素构造函数的参数
`element_alignment_corner`	Vector3DLike	UR `(1,-1,0)`	元素对齐角（默认右上）
`left_bracket` / `right_bracket`	str	"[" / "]"	括号样式（`(`, `\|`, `\langle` 等 LaTeX 定界符）
`stretch_brackets`	bool	True	括号是否拉伸到矩阵全高
`bracket_config`	dict	{}	传给括号 `MathTex` 的样式

访问与着色：

matrix.get_rows() / get_columns() —— 返回每行 / 每列的 VGroup，可直接 .animate.set_color(...)
matrix.get_entries() —— 返回全部元素的扁平 VGroup（注意：与 Table.get_entries(pos) 不同，不接受坐标参数）；按行优先展开，第 i 行第 j 列的扁平下标是 i * 列数 + j
matrix.get_brackets() —— 返回左右括号 VGroup
matrix.set_row_colors(*colors) / set_column_colors(*colors) —— 整行 / 整列批量着色

get_rows() / get_columns() / get_entries() 返回的 VGroup 可以直接做动画；这是矩阵讲解中“高亮某行某列”的标准手法。

查看源码 integer_matrix.py

"""IntegerMatrixDemo: IntegerMatrix 与行/列/元素访问。"""

from manim import *


class IntegerMatrixDemo(Scene):
    def construct(self):
        matrix = IntegerMatrix(
            [[1, 2, 3], [4, 5, 6]],
            add_background_rectangles_to_entries=True,
        )
        self.play(Write(matrix), run_time=1.5)

        # get_rows / get_columns / get_entries 返回 VGroup，可直接做动画
        self.play(matrix.get_rows()[0].animate.set_color(RED), run_time=1.0)
        self.play(matrix.get_columns()[2].animate.set_color(BLUE), run_time=1.0)
        self.play(matrix.get_entries()[3].animate.scale(1.5), run_time=0.8)
        self.wait(0.5)

本示例依赖 LaTeX，由 CI 渲染。

IntegerMatrix¶

IntegerMatrix(matrix, element_to_mobject=<class 'manim.mobject…, **kwargs) 官方文档 ↗

IntegerMatrix 是 Matrix 的子类，只改一件事：元素构造函数换成 Integer（逐位排版、整数专用）。

name	type	default	desc
`matrix`	Iterable[Iterable[Any]]	—	二维数据（必需）
`element_to_mobject`	…	Integer	元素构造函数，一般保持默认

Integer 的数字外观由 MathTex 逐字符排版（见 ch03「数字与变量」），需要 LaTeX；想把数字换成 Pango 渲染，可显式传 element_to_mobject_config 无法做到（mob_class 是 Integer 的构造参数而非 config）——更简单的做法是直接用 Matrix(..., element_to_mobject=Text) 自己排版。注意：括号仍然走 MathTex，整个 Matrix 家族在 v0.21.0 都无法完全脱离 LaTeX。

DecimalMatrix¶

DecimalMatrix(matrix, element_to_mobject=<class 'manim.mobject…, element_to_mobject_config={'num_decimal_places'…, **kwargs) 官方文档 ↗

DecimalMatrix 把元素渲染为 DecimalNumber（支持小数位控制），默认保留 1 位小数。

name	type	default	desc
`matrix`	Iterable[Iterable[Any]]	—	二维数据（必需）
`element_to_mobject_config`	dict	{'num_decimal_places': 1}	透传给 `DecimalNumber`，常用 `num_decimal_places`

element_to_mobject_config={"num_decimal_places": 1} 统一小数位；get_det_text 生成与矩阵等高的 det(A) = 值 标注（MathTex）。

查看源码 matrix_det.py

"""MatrixDetDemo: DecimalMatrix 与 get_det_text 行列式标注。"""

from manim import *


class MatrixDetDemo(Scene):
    def construct(self):
        matrix = DecimalMatrix(
            [[1.5, 2.0], [3.0, 4.5]],
            element_to_mobject_config={"num_decimal_places": 1},
        )
        # get_det_text 生成 "det(A) =" 标签，与矩阵等高排列
        det = get_det_text(matrix, determinant="0.8")
        group = VGroup(det, matrix).arrange(RIGHT)

        self.play(Write(group), run_time=2.0)
        self.wait(0.5)

本示例依赖 LaTeX，由 CI 渲染。

MobjectMatrix¶

MobjectMatrix(matrix, element_to_mobject=<function MobjectMatr…, **kwargs) 官方文档 ↗

MobjectMatrix 把任意 Mobject 直接当作元素（默认恒等映射，不做任何转换），适合“图形矩阵”“状态表”这类非纯文本排版。

name	type	default	desc
`matrix`	Iterable[Iterable[VMobject]]	—	由 Mobject 组成的二维数据（必需）
`element_to_mobject`	Callable	恒等 lambda	元素预处理函数，可自行替换

元素就是 Circle、Square 等现成图形；h_buff 调大避免图形重叠。行列访问与数字矩阵完全一致。

查看源码 mobject_matrix.py

"""MobjectMatrixDemo: MobjectMatrix 用任意 mobject 作元素。"""

from manim import *


class MobjectMatrixDemo(Scene):
    def construct(self):
        matrix = MobjectMatrix(
            [
                [Circle(), Square(), Triangle()],
                [Star(), Cross(), Dot()],
            ],
            h_buff=1.6,
        )
        self.play(FadeIn(matrix), run_time=1.5)

        self.play(matrix.get_columns()[2].animate.shift(UP * 0.4), run_time=1.0)
        self.play(matrix.get_rows()[1].animate.set_color(BLUE), run_time=1.0)
        self.wait(0.5)

本示例的元素虽是矢量图形，但括号仍由 MathTex 生成，依赖 LaTeX，由 CI 渲染。

get_det_text¶

get_det_text(matrix, determinant=None, background_rect=False, initial_scale_factor=2) 官方文档 ↗

get_det_text(matrix, determinant=None, background_rect=False, initial_scale_factor=2) 是模块级工具函数（不是方法）：生成 det(A) = <值> 的 MathTex 标注，高度与给定矩阵匹配，通常与矩阵左右排布。

name	type	default	desc
`matrix`	Matrix	—	用于匹配高度的矩阵（必需）
`determinant`	int \| str \| None	None	行列式的值；None 时不计算，只生成 `det ( A )` 框架
`background_rect`	bool	False	是否加背景矩形
`initial_scale_factor`	float	2	`det` 字样相对矩阵的初始缩放

提示

determinant 传字符串（如 "x^2 - 1"）可以显示符号表达式，传数值则显示计算结果。它生成的是独立 Mobject，不会自动与矩阵组合，记得 VGroup(det, matrix).arrange(RIGHT) 或 next_to。

matrix_to_tex_string¶

matrix_to_tex_string(matrix) 官方文档 ↗

matrix_to_tex_string(matrix: np.ndarray) -> str 把 numpy 数组转成 LaTeX 字符串，格式为 \left[ \begin{array}{cc} ... \end{array} \right]（方括号 + array 环境）；一维数组会被 reshape((size, 1)) 成列向量。

适合先拿到字符串做拼接的场景：把矩阵嵌进更大的公式、替换个别元素、或接入自定义 MathTex / MathTypst。

matrix_to_mobject¶

matrix_to_mobject(matrix) 官方文档 ↗

matrix_to_mobject(matrix: np.ndarray) -> MathTex 是前者的 Mobject 版：内部即 MathTex(matrix_to_tex_string(matrix))，一步到位直接上屏。

matrix_to_tex_string 适合先拿到字符串做拼接（如把矩阵嵌进更大的公式），matrix_to_mobject 适合直接上屏；两者输出完全对应。

查看源码 matrix_tex_helpers.py

"""MatrixTexHelpersDemo: matrix_to_tex_string 与 matrix_to_mobject。"""

from manim import *

import numpy as np


class MatrixTexHelpersDemo(Scene):
    def construct(self):
        np_matrix = np.array([[1, 2], [3, 4]])

        # 先得到 LaTeX 字符串，再转成 mobject（内部即 MathTex）
        tex_string = matrix_to_tex_string(np_matrix)
        mob = matrix_to_mobject(np_matrix)

        # 实际输出: \left[ \begin{array}{cc}1 & 2\\3 & 4\end{array} \right]
        print(tex_string)
        self.play(Write(mob), run_time=1.5)
        self.wait(0.5)

本示例依赖 LaTeX，由 CI 渲染。

常见错误

matrix_to_tex_string 的元素是 astype("str") 的裸转换：np.array([[1.0, 2.5]]) 会得到 "1.0"、"2.5" 这样的原始字符串，而不是 LaTeX 友好的 1、\frac{5}{2}。需要精细排版时请拿到字符串后自行替换，或干脆手写 MathTex(r"\begin{pmatrix}...\end{pmatrix}")。

矩阵¶

Matrix¶

IntegerMatrix¶

DecimalMatrix¶

MobjectMatrix¶

get_det_text¶

matrix_to_tex_string¶

matrix_to_mobject¶

自测¶